[发明专利]使用微通道工艺技术升级碳质材料的方法

权利要求书

1.一种将碳质材料转化为含有一种或多种烃或一种或多种醇的目标产物的方法，所述方法包括：

(A)在至少约700℃的温度下气化所述碳质材料以形成合成气，所述碳质材料包括煤、油、生物质、固体废弃物、食物源或上述两种或更多种物质的混合物；以及

(B)使所述合成气流入微通道反应器与催化剂接触以将所述合成气转化为目标产物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳质材料包括生活固体废弃物、有害废弃物、垃圾衍生燃料、轮胎、垃圾、污水污泥、动物排泄物、石油焦炭、垃圾、废物、农业废弃物、玉米秸秆、柳枝稷、木屑、木材、草屑、建筑垃圾材料、塑料材料、轧棉废弃物、堆填区沼气、沼气、天然气或上述两种或更多种物质的混合物。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在逆流固定床气化炉、并流固定床气化炉、流化床气化炉、气流床气化炉、熔融金属反应器或等离子气化系统中气化所述碳质材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在气化剂的存在下气化所述碳质材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述气化剂包括蒸汽、氧气、空气或上述两种或更多种物质的混合物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在熔融金属反应器中所述碳质材料与蒸汽和熔融金属接触并反应生成所述合成气。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述合成气包括H₂和CO。

8.根据权利要求7所述的方法，其中H₂与CO的比在约0.5至约4的范围内。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(A)中制得的合成气包括H₂与CO，并在步骤(B)之前将额外量的H₂添加至所述合成气。

10.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(A)中制得的合成气进一步包括固体颗粒，在步骤(B)之前从所述合成气中除去所述固体颗粒。

11.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(A)中制得的合成气进一步包括水，在步骤(B)之前从所述合成气中除去所述水的至少一部分。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述微通道反应器包含至少一个与热交换器热力学接触的工艺微通道，所述催化剂存在于所述工艺微通道中。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述微通道反应器包含多个工艺微通道和多个热交换通道，所述催化剂存在于所述工艺微通道中。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述微通道反应器包含多个工艺微通道和多个热交换通道，所述催化剂存在于所述工艺微通道中，每一个热交换通道与至少一个工艺微通道热力学接触，至少一根使合成气流入所述工艺微通道的歧管，至少一根使产物流出所述工艺微通道的歧管，至少一根使热交换流体流入所述热交换通道的歧管以及至少一根使所述热交换流体流出所述热交换通道的歧管。

15.根据权利要求1所述的方法，其中将多个所述微通道反应器设置在容器内，每一个微通道反应器包含多个工艺微通道和多个热交换通道，所述催化剂存在于所述工艺微通道中，每一个热交换通道与至少一个工艺微通道热力学接触，在所述容器中设有使所述合成气流至所述工艺微通道的歧管、使所述产物流出所述工艺微通道的歧管、使热交换流体流至所述热交换通道的歧管以及使热交换流体流出所述热交换通道的歧管。

16.根据权利要求15所述的方法，其中每一个微通道反应器包含约100至约50,000个工艺微通道，并且所述容器包含1至约1000个微通道反应器。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述微通道反应器包含至少一个工艺微通道，所述工艺微通道的内部尺寸的宽度或高度上至约10mm。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述微通道反应器包含至少一个工艺微通道，所述工艺微通道的长度上至约10米。

19.根据权利要求1所述的方法，其中所述微通道反应器包括至少一个工艺微通道和至少一个热交换通道，所述工艺微通道和热交换通道由下述材料制成：铝、钛、镍、铜、前述金属中的任意金属的合金、钢、蒙乃尔合金、因康镍合金、黄铜、石英、硅或者前述两种或更多种物质的组合。